Längere Lebensdauer – Makrolon® TC für die Wärmeabfuhr in Li-Ionen-Batterien
Wärmeleitend, aber Kunststoff?
Normalerweise sind Kunststoffe Wärmeisolatoren. Covestro hat jedoch mit Makrolon® TC ein neues Portfolio wärmeleitender Polycarbonate eingeführt, das unseren Kunden die Wahl zwischen elektrisch leitfähigen und elektrisch isolierenden Stoffen ermöglicht, die darüber hinaus flammhemmend gemäß der Klassifizierung UL94 V sind. Elektrisch leitfähige Makrolon® TC Sorten bieten eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu 16 W/mK in der Ebene und 1,4 W/mK durch die Ebene, während elektrisch isolierende Typen bis zu 1,4 W/mK in der Ebene und 0,3 W/mK durch die Ebene bieten (gemäß ASTM E 1461-01, 23 °C). Diese thermoplastischen Harze kombinieren die Fähigkeit zum Temperaturmanagement mit den zentralen Vorteilen von Polycarbonaten, wie z. B. ausgezeichneter Formstabilität, geringem Verzug, nahezu isotroper Schwindung und hoher Wärmeformbeständigkeit.
Wie wird Makrolon® TC verwendet?
Die Notwendigkeit des außerordentlich schnellen Ladens und Entladens, vor allem in Elektrofahrzeugen, löst eine chemische Reaktion in Batterien aus, die deren Temperaturen in gefährliche Höhen schnellen lassen kann. Batteriekühlungssysteme sind für Betriebstemperaturen von höchstens 40 °C ausgelegt und sollten 60 °C nie über längere Zeit überschreiten. Bei 150 °C und mehr kann der Zellabbau in Batterien zu einer Gefahr werden, der thermisches Durchgehen genannt wird und die Insassen des Fahrzeugs in große Gefahr bringt.
Makrolon® TC120 FR (flammhemmend), Makrolon® TC110 und Makrolon® TC120 sind wärmeleitende und elektrisch isolierende Stoffe, die sich ideal für luftgekühlte Systeme eignen.
In EV-Anwendungen können sie neue Möglichkeiten eröffnen, wie z. B. wärmeleitende, aber elektrisch isolierende Zellenhalter, Gehäuse, die die Energie von Leistungselektronik und Steuergeräten ableiten, oder den Ersatz von Metallen durch flexiblere Kühlkörper. Diese elektrisch isolierenden Makrolon® TC Sorten können zum Schutz von Elektronik verwendet werden und ermöglichen gleichzeitig eine effiziente Wärmeabfuhr.
Zellenhalter oder Kühlplatten aus elektrisch isolierenden Makrolon® TC Sorten können die Lebensdauer der Zellen verlängern, indem sie die Wärme gleichmäßig verteilen und den Temperaturgradienten innerhalb des Moduls und des Packs reduzieren, wie eigene Simulationen für Li-Ion-Batterien in Elektrowerkzeugen zeigen.
Wenn eine höhere Wärmeabfuhr erforderlich ist, ist das elektrisch leitfähige Makrolon® TC629 der Stoff der Wahl. Beide Stoffe, der elektrisch isolierende und der leitfähige, können problemlos in einem 2K-Spritzgussverfahren kombiniert werden, um sowohl die elektrische Leitfähigkeit als auch die elektrische Isolierung zu nutzen.
Wie kann Makrolon® TC mit Metallen konkurrieren?
Eine effiziente Wärmeabfuhr ist nicht nur eine Frage des physikalischen Werts der Wärmeleitfähigkeit, sondern vielmehr der Synergie mit dem Design der Kühlelemente. Mit dem passenden Designansatz haben Makrolon® TC Sorten in verschiedenen Anwendungen bewiesen, dass sie die gleiche Temperaturmanagementleistung wie Metallkühlkörper erreichen können, während sie gleichzeitig die Kosten senken, die Fertigungskomplexität und das Gewicht verringern und eine größere Designfreiheit bieten.
Und nicht zuletzt bietet Makrolon® TC niedrige Wärmeausdehnungskoeffizienten, die denen von Aluminium oder Kupfer sehr nahe kommen. Dies ermöglicht einen effektiven Ersatz von z. B. Aluminium-Druckgussteilen und eine Verbesserung des Designraums.
Covestro verfügt über umfassende Erfahrung bei der Unterstützung unserer Kunden beim Design von Teilen, bei der Formfüllung sowie bei thermischen Simulationen zur Erreichung ihrer Ziele für die Wärmeabfuhr.
Wie können Sie von unserem Fachwissen im Bereich Temperaturmanagementsysteme für Batterien profitieren?
Durch unsere Zusammenarbeit können wir Ihre Designziele und Anforderungen verstehen und die ideale Stoffkombination empfehlen und testen, um Ihre Energiespeicher- und batteriebetriebenen Anwendungen zum Leben zu erwecken.
„Sicherheitsprobleme bei Batterien, wie z. B. Hot Spots, können durch den Einsatz von Makrolon® TC in Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs reduziert werden. . Durch die Zusammenarbeit mit unseren Kunden bei der Einführung dieser neuen Stoffoptionen für Batterien und Leistungselektronik können unsere Stoffe die Lebensdauer ihrer elektrischen Geräte verlängern.“
Wesentliche Vorteile
- Luft, Flüssigkeit oder Phasenwechselmaterialien Eine große Bandbreite an Polycarbonaten, die auf alle Kühlmethoden im Rahmen von Batterie-Temperaturmanagementsystemen zugeschnitten sind
- wärmeformbeständig Alle Produkte sind umfassend auf ihre Beständigkeit über einen weiten Temperaturbereich hinweg getestet
- Gleichbleibende Maße Die Werkstoffe behalten ihre Form und Maße unter den verschiedensten Bedingungen
- Umfangreiche Kenntnisse und Erfahrungen in puncto Temperaturmanagementsysteme Erfahrung mit der Entwicklung von Akkuummantelungsmaterialien mit einer großen thermischen Bandbreite
- Starke Partnerschaft Unsere Expertise und Materialeigenschaften helfen Ihnen, Ihre Batterieanwendungen zu gestalten
